JPS6038205Y2 - Closed type torque/thrust measuring device - Google Patents

Closed type torque/thrust measuring device

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JPS6038205Y2
JPS6038205Y2 JP7517380U JP7517380U JPS6038205Y2 JP S6038205 Y2 JPS6038205 Y2 JP S6038205Y2 JP 7517380 U JP7517380 U JP 7517380U JP 7517380 U JP7517380 U JP 7517380U JP S6038205 Y2 JPS6038205 Y2 JP S6038205Y2
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JP
Japan
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torque
thrust
detector
bellows
load
Prior art date
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JP7517380U
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Japanese (ja)
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JPS57636U (en
Inventor
実 前田
Original Assignee
電子工業株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本案は圧力をもつ雰囲気例えば水中に存在する負荷駆動
用回転軸のトルクやスラストなどを水圧の変化などに影
響されることなく正確に測定できる、密閉型トルク・ス
ラスト測定装置に関するものである。
[Detailed description of the invention] This invention is a closed-type torque/thrust measurement device that can accurately measure the torque and thrust of a rotating shaft for driving a load in a pressurized atmosphere, such as underwater, without being affected by changes in water pressure. It is related to the device.

回転軸のトルクやスラストを測定する場合、検出器とし
て例えばストレンゲージが用いられるが、これらの検出
器は加えられた力に比例した電気出力を得るための電気
回路を備えている。
When measuring the torque or thrust of a rotating shaft, a strain gauge, for example, is used as a detector, and these detectors are equipped with an electric circuit for obtaining an electric output proportional to the applied force.

従つてその動作が阻害されるような雰囲気、例えば水中
において回転する軸のトルクなどの検出のように、測定
装置を水中に位置させなければならない場合には、検出
器を水から遮断してやる必要がある。
Therefore, if the measuring device must be located underwater in an atmosphere where its operation is inhibited, for example when detecting the torque of a rotating shaft underwater, it is necessary to isolate the detector from the water. be.

そこで従来第1図に示す断面側面図の如き密閉型の測定
装置が用いられている。
Therefore, a closed type measuring device as shown in the sectional side view shown in FIG. 1 has been conventionally used.

第1図において1はケース、2は駆動側軸、3はトルク
検出器例えばストレンジゲージ、4はスラストに対して
自由な機構を備えたカップリング、5は負荷側軸、6お
よび7は防水用シールで、ケース1の両端部と駆動側軸
2および負荷側軸5間に介在して水の浸入を防ぐ。
In Figure 1, 1 is a case, 2 is a driving shaft, 3 is a torque detector such as a strange gauge, 4 is a coupling with a mechanism that is free for thrust, 5 is a load shaft, and 6 and 7 are for waterproofing. The seals are interposed between both ends of the case 1 and the drive-side shaft 2 and load-side shaft 5 to prevent water from entering.

8はころがり軸受で、駆動側軸2を支承する。A rolling bearing 8 supports the driving shaft 2.

9はスリップリング、10は防水コネクタで、スリップ
リング9は駆動側軸2と共に回転するトルク検出器3の
電気出力を取出して防水コネクタ10に接続し、ここに
接続された図示しない防水ケーブルを介して測定器に供
給する。
9 is a slip ring, and 10 is a waterproof connector. The slip ring 9 takes out the electrical output of the torque detector 3 that rotates together with the driving shaft 2, connects it to the waterproof connector 10, and connects it to the waterproof cable (not shown) connected here. and supply it to the measuring instrument.

11はメタル軸受で、軸のスラストに対して自由となる
ように負荷側軸5を支承する。
A metal bearing 11 supports the load-side shaft 5 so as to be free from the thrust of the shaft.

12はスラスト伝達機構、13は連結体、14はスラス
ト検出器例えばストレンゲージで、スラスト伝達機構1
2は軸の回転を妨げることなく、軸のスラストのみを連
結体13を介してスラスト検出器14に加える。
12 is a thrust transmission mechanism, 13 is a connecting body, 14 is a thrust detector such as a strain gauge, and the thrust transmission mechanism 1
2 applies only the thrust of the shaft to the thrust detector 14 via the connecting body 13 without interfering with the rotation of the shaft.

そしてその電気出力は上記した防水コネクタ10に接続
され、上記した防水ケーブルを用いて測定器に接続され
る。
The electrical output is then connected to the above-described waterproof connector 10 and connected to a measuring instrument using the above-described waterproof cable.

この装置は駆動源側に結合された駆動側軸2の回転力が
、トルク検出器3、カップリング4を介して負荷に接続
された負荷側軸5へと伝達されることにより、トルク検
出器3によって図中矢印Aに示すトルクT、を検出でき
、またこのとき負荷側軸5に伝わる図中矢印Bに示すス
ラストT2をスラスト検出器14により検出できる。
This device transmits the rotational force of a drive-side shaft 2 coupled to a drive source side to a load-side shaft 5 connected to a load via a torque detector 3 and a coupling 4. 3, the torque T shown by arrow A in the figure can be detected, and at this time, the thrust T2 shown by arrow B in the figure transmitted to the load side shaft 5 can be detected by the thrust detector 14.

しかしこの装置では主として防水用シールの存在により
著しい測定誤差を生ずる難点がある。
However, this device has the disadvantage that significant measurement errors occur, primarily due to the presence of the waterproof seal.

即ち防水用シールはよく知られるように摩擦が大きい。That is, as is well known, waterproof seals have large friction.

このためこれが負荷軸側に存在するときには、負荷側軸
より負荷に伝達される真のトルクや、スラストが検出器
に伝達されにくいばかりか、回転速度の大小によっても
摩擦が変化してトルク値が変るため測定誤差を生じ易い
Therefore, when this exists on the load shaft side, not only is it difficult for the true torque and thrust transmitted from the load side shaft to the load to be transmitted to the detector, but also the friction changes depending on the rotation speed, causing the torque value to change. Because of this, measurement errors are likely to occur.

また例えばこの測定装置が位置する水深が深くなるに伴
い水圧が高くなって防水用シールが締めつけられて負荷
側軸との摩擦力を大とするため、真のトルク値やスラス
ト値を得ることができにくいばかりか、測置の位置する
水深の変動によってスラスト・トルクなどの測定値が変
動することになり、一般にこれらによる測定誤差は著し
く大きい。
For example, as the depth of the water where this measuring device is located increases, the water pressure increases, tightening the waterproof seal and increasing the frictional force with the load shaft, making it difficult to obtain true torque and thrust values. Not only is it difficult to do this, but the measured values of thrust torque, etc., will fluctuate due to changes in the water depth at which the measuring station is located, and measurement errors caused by these are generally extremely large.

従ってこの測定装置では精密な測定が困難である。Therefore, it is difficult to perform accurate measurements with this measuring device.

本案は上記の如き従来装置の欠点を一挙に除去した密閉
型のトルク・スラスト測定装置の提供を目的とするもの
で、次に図面を用いてその詳細を説明する。
The purpose of the present invention is to provide a closed-type torque/thrust measuring device that eliminates all the drawbacks of the conventional devices as described above, and the details thereof will be explained below with reference to the drawings.

第2図は本案の一実施例を示す断面側面図であって、図
において15はケース、15′は負荷側軸貫通孔、(1
6によって示すケース部分を省略してもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional side view showing one embodiment of the present invention, in which 15 is a case, 15' is a load side shaft through hole, (1
The case portion indicated by 6 may be omitted.

)17は駆動側軸、18駆動筒体、18′は負荷側軸貫
通孔で、駆動筒体18は駆動側軸17の一端に同軸とな
るように一体に形成される。
) 17 is a drive side shaft, 18 is a drive cylinder, 18' is a load side shaft through hole, and the drive cylinder 18 is formed integrally with one end of the drive side shaft 17 so as to be coaxial therewith.

19はころがり軸受で、駆動側軸17を回動自在にケー
ス15に支承する。
A rolling bearing 19 rotatably supports the driving shaft 17 in the case 15.

20は防水用シール、21はスリップリングで、後記す
る検出器24.26の電気出力が接続される。
20 is a waterproof seal, and 21 is a slip ring, to which electrical outputs of detectors 24 and 26, which will be described later, are connected.

22はスリップリング21の出力取出用の防水ソケット
で、防水用シール20はスリップリング21の収容空間
15“を水密構造とする。
22 is a waterproof socket for taking out the output of the slip ring 21, and the waterproof seal 20 makes the storage space 15'' of the slip ring 21 watertight.

23は負荷側軸、24はトルク検出器例えばストレンゲ
ージ、25は結合体で、これは一端が駆動筒体18の内
面に固定されたトルク検出器24の他端に固定される。
23 is a load side shaft, 24 is a torque detector such as a strain gauge, and 25 is a coupling body, one end of which is fixed to the other end of the torque detector 24 fixed to the inner surface of the drive cylinder 18.

26はスラスト検出器例えばストレンジゲージで、結合
体25と負荷側軸23の周面間に固定されて、トルクに
無関係にスラストのみを検出できるように形成されてい
る。
Reference numeral 26 denotes a thrust detector, such as a strange gauge, which is fixed between the joint 25 and the circumferential surface of the load-side shaft 23 and is configured to detect only thrust regardless of torque.

またこれら検出器24.26、結合体25により負荷側
軸23と駆動側軸17とが同軸となるように結合する。
Further, the load-side shaft 23 and the drive-side shaft 17 are connected coaxially by the detectors 24, 26 and the combination body 25.

27および28は第1および第2ベローズで、これらは
同一の有効面積を持つと同時に、スラストに対して自由
であり、また外気圧に対して十分耐えうるように構成さ
れる。
Reference numerals 27 and 28 denote first and second bellows, which have the same effective area, are free from thrust, and are constructed to be sufficiently resistant to external pressure.

そして駆動筒体18の駆動側軸17の連結部内面と、負
荷側軸貫通孔18′側の2箇所において、駆動筒体18
と負荷側軸23間に気密に取付けられて、トルクおよび
スラスト検出器24.26の設置空間18″内を水密構
造とする。
Then, the drive cylinder 18
The torque and thrust detectors 24 and 26 are airtightly installed between the load-side shaft 23 and the installation space 18'' to have a watertight structure.

29は気圧平衡用の貫通孔で、負荷側軸貫通孔15′を
介して外部雰囲気と連通ずるケース15と駆動筒体18
間の空間を第1ベローズ27の内部空間27′に連通さ
せて、ベローズ内部空間27′内の気圧を外気圧と等し
くする。
Reference numeral 29 denotes a through hole for pressure balance, and the case 15 and drive cylinder 18 communicate with the external atmosphere via the load side shaft through hole 15'.
The space between them is communicated with the internal space 27' of the first bellows 27 to make the air pressure in the bellows internal space 27' equal to the outside air pressure.

なお上記トルクおよびスラスト検出器24.26の出力
導線は、駆動筒体18と駆動側軸17内に設けた図示し
ない引出孔を介してスリップリング21に接続され、ま
たスリップリング21の出力は防水ソケット22に接続
されて、防水ケーブルにより測定器に接続される。
The output wires of the torque and thrust detectors 24 and 26 are connected to the slip ring 21 through a pull-out hole (not shown) provided in the drive cylinder 18 and the drive shaft 17, and the output of the slip ring 21 is waterproof. It is connected to the socket 22 and connected to the measuring instrument via a waterproof cable.

このような構成をもつ本案装置においては、防水用シー
ル20が駆動側軸17側のみにあり負荷側軸23にはな
いので、駆動側軸17の回転力は駆動筒体18、トルク
検出器24、結合体25、スラスト検出器26を介して
負荷側軸23に忠実に伝達され、また第11第2ベロー
ズ27.28を介しても回転力が負荷側軸23に伝達さ
れて、トルクとスラストの測定が行われる。
In the present device having such a configuration, the waterproof seal 20 is only on the drive side shaft 17 side and is not on the load side shaft 23, so the rotational force of the drive side shaft 17 is transmitted to the drive cylinder 18 and the torque detector 24. The rotational force is faithfully transmitted to the load-side shaft 23 via the coupling body 25 and the thrust detector 26, and is also transmitted to the load-side shaft 23 via the 11th and second bellows 27, 28, so that torque and thrust are measurements are taken.

こ)で第1、第2ベローズ27.28のねじり常数は、
トルク検出器24のそれに比べて遥かに小さく、また第
1、第2ベローズ24.28のばね常数も、スラスト検
出器26のそれに比べて遥かに小さい。
In this), the torsion constants of the first and second bellows 27.28 are:
It is much smaller than that of the torque detector 24, and the spring constants of the first and second bellows 24, 28 are also much smaller than that of the thrust detector 26.

従って第11第2ベローズ27.28に影響されること
なくトルクとスラストの測定を行うことができる。
Therefore, torque and thrust can be measured without being affected by the eleventh second bellows 27,28.

しかも本案装置においては第1、第2ベローズ27.2
8の有効面積を同一としており、これに加えて第1ベロ
ーズ27の内部空間27′内の電圧を外水圧と同一にす
る気圧平衡用貫通孔29を設けている。
Moreover, in the present device, the first and second bellows 27.2
8 have the same effective area, and in addition to this, a through hole 29 for air pressure balance is provided to make the voltage in the internal space 27' of the first bellows 27 the same as the outside water pressure.

従って内部空間27′側からの外水圧により第1ベロー
ズ27に生ずるスラストと、外側からの外水圧により第
2ベローズ28に生ずるスラストとは互に打消されるの
で、スラスト検出器26は外水圧およびその変動による
影響を受けることがない。
Therefore, the thrust generated in the first bellows 27 due to the external water pressure from the internal space 27' side and the thrust generated in the second bellows 28 due to the external water pressure from the outside cancel each other out. It is not affected by such fluctuations.

勿論トルクに対しても構造的な影響はない。Of course, there is no structural effect on torque.

以上のように本案では駆動側軸17側にのみ防水用シー
ル20を設けてトルクなどが忠実に負荷側軸23に伝達
され、また駆動側軸17には駆動筒体18を設けて、そ
の内部にトルクなどの検出器を収容し、その収容空間を
トルクやスラストの検出に影響を与えないように考慮さ
れたベローズによって水密構造としている。
As described above, in this case, the waterproof seal 20 is provided only on the drive side shaft 17 side, so that torque etc. are faithfully transmitted to the load side shaft 23, and the drive cylinder body 18 is provided on the drive side shaft 17, and the inside thereof is A torque detector is housed in the space, and the housing space has a watertight structure with bellows designed so as not to affect the detection of torque or thrust.

従って従来のように防水用シールを用いてケース内を水
密構造とするもののように、負荷側軸に大きな摩擦を与
えて測定を不正確としたり、水圧の変動に伴う摩擦力の
変動によって測定値に変動を与えて測定を不正確とした
りするおそれが全くない。
Therefore, conventional methods that use waterproof seals to create a watertight structure inside the case can cause large friction on the load-side shaft, resulting in inaccurate measurements, or fluctuations in the frictional force due to fluctuations in water pressure can cause the measured values to There is no possibility that the measurement will be inaccurate due to variations in the measurement results.

なお以上においては水中において測定する場合を説明し
たが、圧力変動を有する各種雰囲気中における回転軸の
トルク・スラストなどの測定に用いて同様な効果を挙げ
ることができる。
In the above description, the case of measurement in water has been described, but similar effects can be obtained by using it for measuring torque and thrust of a rotating shaft in various atmospheres having pressure fluctuations.

以上の説明から明らかなように、本案によれば各部雰囲
気圧に影響されることなく正確に、回転軸のトルク、ス
ラストなどを測定できる密閉型トルクスラスト測定装置
を提供しうるもので実用上の効果は大きい。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, it is possible to provide a closed-type torque-thrust measuring device that can accurately measure the torque, thrust, etc. of the rotating shaft without being affected by the atmospheric pressure of each part, and is suitable for practical use. The effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来装置を示す断面側面図、第2図は本案の一
実施例を示す断面側面図である。 15・・・・・・ケース、15′・・・・・・負荷側軸
貫通孔、15″・・・・・・スリップリング収容空間、
16・・・・・・除去してもよいケース部分、17・・
・・・・駆動側軸、18・・・・・・駆動筒体、18′
・・・・・・負荷側軸貫通孔、18″・・・・・・検出
器の設置空間、19・・・・・・ころがり軸受、20・
・・・・・防水用シール、21・・・・・・スリップリ
ング、22・・・・・・防水ソケット、23・・・・・
・負荷側軸、24・・・・・・トルク検出器、25・・
・・・・結合体、26・・・・・・スラスト検出器、2
7,28・・・・・・第1、第2ベローズ、27′・・
・・・・第1ベローズの内部空間、29・・・・・・気
圧平衡用貫通孔。
FIG. 1 is a sectional side view showing a conventional device, and FIG. 2 is a sectional side view showing an embodiment of the present invention. 15... Case, 15'... Load side shaft through hole, 15''... Slip ring accommodation space,
16... Case parts that may be removed, 17...
...Drive side shaft, 18...Drive cylinder body, 18'
...Load side shaft through hole, 18''...Detector installation space, 19...Rolling bearing, 20.
... Waterproof seal, 21 ... Slip ring, 22 ... Waterproof socket, 23 ...
・Load side shaft, 24...Torque detector, 25...
... Combined body, 26 ... Thrust detector, 2
7, 28...First and second bellows, 27'...
...inner space of the first bellows, 29... through hole for pressure balance.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ケースに回動自在に支承され、かつケーとの間を防水用
シールによりシールされて、そのトルク・スラスト検出
器出力取出用のスリップリング設置部が水密構造とされ
た駆動側軸の一端に駆動筒体を設けると共に、駆動筒体
の内部にはその内面に一端が固定されたトルク検出器に
結合体を介して一端が固定されたスラスト検出器の他端
により、上記駆動側軸と同軸的となるように負荷側軸を
結合し、また上記駆動筒体の駆動側軸側の内面と負荷側
軸には第1ベローズを設け、更に駆動筒体の負荷側端と
負荷側軸間には第1ベローズと同一特性の第2ベローズ
を設けて、駆動筒体内のトルクおよびスラスト検出器設
置空間を水密構造とし、かつ上記第1ベローズにはその
内部空間と外部雰囲気とを連通させる気圧平衡用貫通孔
を設けて、外部雰囲気の影響を受けることなくトルク・
スラストを測定しうるようにした密閉型トルク・スラス
ト装定装置。
It is rotatably supported by the case and sealed with a waterproof seal, and the slip ring installation part for taking out the output of the torque/thrust detector is driven to one end of the drive side shaft with a watertight structure. A cylindrical body is provided, and inside the driving cylindrical body, one end is fixed to a torque detector on the inner surface thereof, and the other end of a thrust detector is fixed at one end via a coupling body. The load-side shafts are connected so that A second bellows having the same characteristics as the first bellows is provided to make the torque and thrust detector installation space in the drive cylinder watertight, and the first bellows is provided with a pressure balance for communicating the internal space with the external atmosphere. Through-holes are provided to allow torque and torque to be achieved without being affected by the external atmosphere.
A sealed torque/thrust mounting device that can measure thrust.
JP7517380U 1980-06-02 1980-06-02 Closed type torque/thrust measuring device Expired JPS6038205Y2 (en)

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Publication Number Publication Date
JPS57636U JPS57636U (en) 1982-01-05
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